Intersolar 2018 - Proteção contra raios e surtos em sistemas fotovoltaicos

PROTEÇÃO CONTRA RAIOS E SURTOS EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Minicurso durante a Intersolar 2018 Hans Rauschmayer © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

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O Risco de Descargas Atmosféricas

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Densidade de raios no Brasil

Alemanha

Causas de danos em sistemas fv, por frequência (2003-2013)

Fonte: INPE

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O Risco de Descargas Atmosféricas

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Mesa destruída Placa de inversor queimada

DEHN

Incendio causado por DPS de baixa qualidade

DEHN

DEHN Solarzentrum Oberland GmbH

Módulo danificado

R. Schüngel, Munich

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Atuação de raios 1. Incidência direta

2. Incidência indireta

• •

•

No sistema solar Na envoltória do prédio com conexão ao sistema solar • No ramal elétrico da concessionária ➔ Causa uma alta corrente no objeto e no que está eletricamente “conectado”

Em prédios, árvores, torres, área livre ao redor • No SPDA (para raio) sem conexão ao sistema solar ➔ Induz, por campo eletromagnético, uma alta tensão (surto) em cabos próximos à queda (até 2 km)

Curva 10/350 A área corresponde à energia descarregada pelo raio

Curva 8/20

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Princípios: SPDA e Planta Fotovoltaica

•

Preciso instalar um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA; para-raios) por causa de uma planta solar?

Respostas: • O sistema solar não aumenta o risco de queda de raios em um prédio • A avaliação, se um prédio precisa ser protegido contra raios, depende de outros fatores (NBR 5419:2015) •

A proteção da própria planta solar depende da avaliação financeira: custo / risco

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1. Prédio sem SPDA com planta fotovoltaica

DPS classe 2

Gerador fv 6mm²

6mm²

= ~

• • • •

6mm²

DPS classe 1+2

rede

Proteção do lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteção do lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1 + 2 Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Equipotencialização de todos os pontos de aterramento © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

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2. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, sem distância entre SPDA e módulos

16mm² DPS classe 1+2

Gerador fv 16mm²

16mm²

= ~

• • • •

16mm²

DPS classe 1+2

rede

Proteção do lado c.c. contra raios e surtos: DPS classe 1+2 Proteção do lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS, SPDA com 16 mm² Equipotencialização de todos os pontos de aterramento e com SPDA © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

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3. Prédio com SPDA e planta fotovoltaica, mantendo a distância

DPS classe 2

Gerador fv 6mm²

6mm²

= ~

• • • • •

6mm²

DPS classe 1+2

rede

Proteção do lado c.c. contra surtos: DPS classe 2 Proteção do lado c.a. contra raios e surtos da rede: DPS classe 1+2 Equipotencialização de molduras dos módulos, base, inversor, DPS com 6 mm² Sem ligação entre sistema fotovoltaico e SPDA Equipotencialização de todos os pontos de aterramento e com SPDA © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

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O que significa manter a distância?

• •

Entre 0,5 e 1 m, dependendo de alguns fatores – cálculo na NBR 5419 (procure especialista) Distância em todos os pontos!

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Dispositivo de Proteção contra Surtos DPS, tipo fotovoltaico c.c.

•

Importante: O DPS fotovoltaico é diferente do DPS c.a.

– – –

•

•

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Circuito em Y Adequado para corrente contínua nominal do sistema fotovoltaico Não entra em curto após queimar

Importante verificar o indicador regularmente; se o DPS estiver em local de difícil acesso recomenda-se instalar um indicador remoto Cuidado com arcos na hora da manutenção!

+ DPS em Y

saída indicador remoto

Indicador

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Ligação entre os módulos – indução de surtos

Ligação com laço traz riscos de indução por descarga atmosférica

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O polo negativo acompanha o positivo, reduzindo o laço + – + –

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Indução de surtos

Passagem de um surto eletromagnético

Cabo de conexão entre os módulos

Alta diferença de tensão entre os dois polos

Baixa diferença de tensão entre os dois polos

A área incluída pelo cabo determina a amplitude do surto ➔ Procure reduzir a área! © Solarize Treinamentos Profissionais Ltda – www.solarize.com.br

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Alternativas • • •

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Módulos invertidos Sequência de dois em dois Obs.: A sequencia de cabeamento interfere no fluxo de trabalho na hora de montar os módulos

+ –

+ –

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•

Mais difícil na execução!

Evitar propagação de surtos

Inversor

Inversor 1

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Inversor 2

Caixas de proteção com DPS

c.c.

c.a.

c.c.

c.a.

Indução de surtos entre o lado c.c. e c.a.!

Mantenha distância!

Use dutos / eletrocalhas separados!

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Quantos DPS?

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Inversor

Gerador FV DPS fotovoltaico

Próximo aos módulos Mínimo: um DPS por entrada MPPT

Cabo c.c. principal

DPS fotovoltaico

Segundo DPS se o cabo c.c. principal for maior que 50m

=

~

DPS c.a.

Segundo DPS c.a. se tiver risco de indução de surto no caminho entre quadro e inversor

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Quadro principal com DPS c.a. classe 1+2

Sempre!

Obrigado pela atenção!

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